无线传输与接入技术 第三章.pdf

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1、第3章电波传播3.1电波传播模式及对电波传播的影响3.2移动通信系统中的电波传播3.3卫星通信系统中的电波传播第3章电波传播3.1电波传播模式及对电波传播的影响3.2移动通信系统中的电波传播3.3卫星通信系统中的电波传播3.1电波传播模式及对电波传播的影响3.1.1电波传播模式及电波传播机制3.1.2自由空间的电波传播3.1.3地面反射对电波传播的影响3.1.4障碍物对电波传播的影响3.1.5大气折射对电波传播的影响3.1.6电波传播的衰落特性3.1.7抗衰落技术3.1电波传播模式及对电波传播的影响3.1.1电波传播模式及电波传播机制3.

2、1.2自由空间的电波传播3.1.3地面反射对电波传播的影响3.1.4障碍物对电波传播的影响3.1.5大气折射对电波传播的影响3.1.6电波传播的衰落特性3.1.7抗衰落技术3.1.1电波传播模式及电波传播机制电波传播模式：空间波是指在大气对流层中进行传播的电波传播模式。在电波的传播过程中，会出现反射、折射和散射等现象。长途微波通信和移动通信中均采用这种视距通信方式。地表面波是指沿地球表面传播的电波传播模式。长波、中波一般采用这种传播方式。天波是利用电离层的折射、反射和散射作用进行的电波传播模式。短波通信采用的正是这种电波传播模式。逸散层超

3、离导电离层中间层同温层对流层地面3.1.1电波传播模式及电波传播机制电波传播机制直射传播反射传播绕射传播惠更斯原理费涅耳区散射传播惠更斯原理费涅耳区费涅耳椭球体：d＋nλ/2路径长度的点组成费涅耳区：费涅耳椭球体与波的交界费涅耳区半径Fn3.1电波传播模式及对电波传播的影响3.1.1电波传播模式及电波传播机制3.1.2自由空间的电波传播3.1.3地面反射对电波传播的影响3.1.4障碍物对电波传播的影响3.1.5大气折射对电波传播的影响3.1.6电波传播的衰落特性3.1.7抗衰落技术3.1.2自由空间的电波传播自由空间的传播损耗L(d

4、B)=32.45+20lgd(km)+20lgf(MHz)(dB)bs3.1电波传播模式及对电波传播的影响3.1.1电波传播模式及电波传播机制3.1.2自由空间的电波传播3.1.3地面反射对电波传播的影响3.1.4障碍物对电波传播的影响3.1.5大气折射对电波传播的影响3.1.6电波传播的衰落特性3.1.7抗衰落技术3.1.3地面反射对电波传播的影响接收信号功率近似按照收发天线之间距离d的n次幂的规律衰减，即所谓的幂规律传播。nPr=kd其中n为距离功率斜率3.1电波传播模式及对电波传播的影响3.1.1电波传播模式及电波传播机制3.1.2自由空间

5、的电波传播3.1.3地面反射对电波传播的影响3.1.4障碍物对电波传播的影响3.1.5大气折射对电波传播的影响3.1.6电波传播的衰落特性3.1.7抗衰落技术3.1.4障碍物对电波传播的影响收发两端天线T、R连线与刃形障碍物顶部之间的铅垂距离称为余隙，用h表示。c障碍物最高点在TR连线以下时，hc大于0；在TR连线以上时，hc小于0；如果障碍物最高点刚好位于T、R连线上，hc等于0。3.1电波传播模式及对电波传播的影响3.1.1电波传播模式及电波传播机制3.1.2自由空间的电波传播3.1.3地面反射对电波传播的影响3.1.4障碍物对电波传播的

6、影响3.1.5大气折射对电波传播的影响3.1.6电波传播的衰落特性3.1.7抗衰落技术3.1.5大气折射对电波传播的影响c大气的折射率为n，在其中传播的电波信号传播速度v=n折射率梯度dn/dhdn/dh＜0时，表示大气折射率随距地高度的增加而减小，电波轨迹向下弯曲，因与地球弯曲方向相同，故称正折射。dn/dh＞0时，表示大气折射率随距地高度的增加而增加，电波轨迹向上弯曲。因与地球弯曲方向相反，故称负折射。dn/dh＝0时，此时大气为均匀介质，电波传播方向不发生弯曲。称为无折射。等效地球半径系数Kae1K==adn1+adh3.1.5大气折射对电波传

7、播的影响正折射：标准折射、临界折射、超折射3.1电波传播模式及对电波传播的影响3.1.1电波传播模式及电波传播机制3.1.2自由空间的电波传播3.1.3地面反射对电波传播的影响3.1.4障碍物对电波传播的影响3.1.5大气折射对电波传播的影响3.1.6电波传播的衰落特性3.1.7抗衰落技术3.1.6电波传播的衰落特性在无线通信系统中，由于地面反射、大气折射以及障碍物阻挡等因素的影响，导致了接收端信号的衰落。衰落类型上衰落、下衰落慢衰落、快衰落慢衰落慢衰落产生的原因主要为阴影效应和大气折射。慢衰落服从对数正态分布（即当信号用